届二轮复习专题强化练十九胚胎工程 作业全国通用.docx
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届二轮复习专题强化练十九胚胎工程作业全国通用
专题强化练(十九)胚胎工程
1.下图是利用胚胎工程技术对优良牛进行快速繁殖的有关示意图。
请回答下列问题:
(1)可以对供体母牛注射促性腺激素进行________处理以获得更多的A细胞;将A细胞培养至减数第二次分裂中期也可用于克隆动物的培育。
(2)和受精发育有关的过程有:
a第一次卵裂开始;b释放第二极体;c顶体反应;d穿越透明带;e雌、雄原核融合。
其正确的顺序为________(填序号)。
(3)丁图的②将发育为胎儿的________。
图中的胚胎发育主要场所是________,还未与子宫建立组织上的联系,这就为胚胎移植中________提供了可能。
(4)为了提高胚胎利用率,获得更多胚胎,可以对图中________(填编号)进行分割。
胚胎干细胞可以从丁图的________(填编号)中分离出来,这类细胞在形态上表现为____________________________的特点。
解析:
(1)图中A细胞为卵细胞,为获得更多的卵细胞,可以对供体母牛注射促性腺激素进行超数排卵。
(2)受精阶段主要包括:
精子穿越放射冠和透明带,进入卵细胞膜,原核形成和配子结合。
其过程为:
顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。
对照序号,正确的顺序为c、d、b、e、a。
(3)丁图的②为滋养层细胞,将发育为胎儿的胎膜和胎盘。
图中的胚胎发育主要场所是输卵管。
此时胚胎还未与子宫建立组织上的联系,为胚胎收集提供了可能。
(4)图中丙、丁分别为桑椹胚、囊胚,此时的细胞具有发育的全能性,为了提高胚胎利用率,获得更多胚胎,胚胎分割时应选择发育良好的桑椹胚、囊胚。
图中④为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,是胚胎干细胞的一个重要来源。
其特点为细胞体积小,细胞核大,核仁明显。
答案:
(1)超数排卵
(2)c、d、b、e、a
(3)胎膜和胎盘 输卵管 胚胎收集
(4)丙、丁 ④ 细胞体积小,细胞核大,核仁明显
2.(2018·济南市高三二模)科学家发现了一种能够专一分化为心脏组织细胞的干细胞,利用心脏病患者自身的这种干细胞,人们将可能修复心脏病患者的心脏受损部位,最终治愈心脏病。
根据以上资料提供的信息,回答下列问题:
(1)利用此类干细胞修复心脏病患者受损部位的过程不能体现细胞的全能性,原因是________________________________________。
该医学科研成果的优点是_______________________________。
(2)干细胞是研究细胞分化机理的理想材料,在________细胞上培养,能够维持其不分化状态;而在培养液中加入________因子,可以使其向不同类型的组织细胞分化,同时在培养液中需要添加定量的________,以防培养过程中的污染。
(3)基因治疗是治疗遗传病的最有效的手段,若此类干细胞为受体细胞,使用________的方法将目的基因导入干细胞。
但是目前基因治疗不能治愈大多数先天性心脏病,原因是____________________。
答案:
(1)此类干细胞只能形成心脏细胞,不能形成完整个体 克服器官移植的排斥问题;延缓心脏衰老等
(2)滋养层 分化诱导 抗生素 (3)显微注射 先天性心脏病并不都是由有缺陷的基因或者病变引起的(答病原体感染、发育不良染色体异常、环境影响等因素引起,也可以得分)
3.良种牛繁育的产业化技术的部分过程如图所示。
请据图回答下列问题:
(1)在产生后代E的过程中,图中的A、B、C、D牛中,________牛可以是非良种个体。
(2)若①是体外受精,需要提供发育至________期的卵子和已________的精子。
②过程通过显微操作去除受体卵细胞核的目的是使重组细胞的________完全来自良种牛;③过程用物理或化学方法处理的目的是________________________,使其完成细胞分裂和发育进程。
(3)用于移植的胚胎需要用发育培养液培养至适宜的阶段。
在使用合成培养液培养时,通常还需加入________等天然物质。
在培养过程中,需要适时________培养液,以清除代谢产物,防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。
(4)与F相比,E更具有多样性。
其原因是:
E是有性生殖后代,其亲代减数分裂过程中会发生________________________________。
解析:
(1)供体A、B、C要具有优良的遗传特性,受体D只需要具有正常的繁殖能力即可,不需要具有优良的遗传特性。
(2)体外受精时,需要提供成熟(或处于减数第二次分裂中期)的卵子和已获能的精子。
②过程通过显微操作去除受体卵细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质完全来自供体母牛B;③过程用物理或化学方法处理的目的是激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育进程。
(3)在使用合成培养基时,通常还需加入血清等天然物质后再进行培养。
在培养过程中,需要适时更换培养液,以清除代谢产物,防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。
(4)F是克隆动物,属于无性生殖,而E属于试管动物,属于有性生殖,由于其亲代减数分裂过程中会发生基因重组,因此与F相比,E更具有多样性。
答案:
(1)D
(2)减数第二次分裂中期 获能 核遗传物质 激活受体细胞 (3)血清(血浆) 更换 (4)基因重组
4.阅读分析下列材料,并结合所学知识回答问题。
材料一 乳腺癌是癌症中较为常见的一种。
最新研究表明,HER2基因控制合成的某种信号蛋白具有促进乳腺细胞生长、增殖的功能。
正常人体细胞仅有2个HER2基因、而乳腺癌病人细胞HER2基因往往多于2个。
材料二 据报道,英国某医院的医生利用基因诊断和胚胎筛选技术,使一对拥有乳腺癌家族病史的英国夫妇顺利孕育一名排除乳腺癌隐患的“设计试管婴儿”。
如图是该“设计试管婴儿”培育的流程图:
―→
―→
―→
―→
―→
―→
(1)从材料一可知,乳腺癌产生的原因是____________________
______________________________________________________。
(2)材料二中“体外受精”主要包括________________________、
________和受精阶段。
(3)人的早期胚胎培养过程中要保证全面获得营养物质和调节物质,可在培养液中添加________、激素等;为防止杂菌污染可在培养液中添加________。
(4)世界首例抗乳腺癌“设计试管婴儿”的诞生引发了伦理争议,请你说明反对这一技术应用于人类的理由:
_____________________
_______________________________________________________
______________________________________________________。
解析:
(1)由材料一可知,乳腺癌病人细胞中HER2基因增多,导致表达的信号蛋白增多。
(2)体外受精包括精子的获取和获能,卵母细胞的采集和培养以及受精等阶段。
(3)动物细胞培养的培养液中应添加血清,为防止杂菌污染可添加抗生素。
(4)开放性问题答案合理即可。
答案:
(1)乳腺癌细胞信号蛋白合成增多(超出正常范围)
(2)精子的获取和获能 卵母细胞的采集和培养 (3)血清 抗生素 (4)在“设计试管婴儿”过程中需对胚胎进行筛选,这是对生命的不负责任;含有致癌基因的胚胎在长大成人后,也有不患病的可能;基因筛选会在不久的将来愈演愈烈,最终变成从相貌、智力等方面对人类胚胎事先进行筛选,变成名副其实“设计”出来的婴儿(答对一点即可,其他合理答案也可)
5.转基因猪可为人体器官移植提供供体。
人的hDAF基因在猪细胞中表达后,能抑制急性排异反应。
某科研小组利用生物工程技术获得器官移植供体,其操作流程如下图所示。
请回答:
(1)hDAF基因在体外大量扩增时,所用工具酶的特点是________________,过程Ⅲ需要的工具酶是________________。
(2)通过检测____________________来确定hDAF基因在ES细胞是否表达,从而筛选所需细胞。
过程Ⅴ中常用______________技术将ES细胞添加到囊胚中。
(3)除图中方法外,ES细胞还可从______________中获得,利用ES细胞生产用于移植的器官,其原因是____________________。
(4)Ⅱ过程获得的重组胚胎移植到受体内,存活率较高的原因是________________________,选用转基因猪为人体器官移植提供供体,突出的优点是__________________________。
解析:
(1)hDAF基因在体外大量扩增时,所用工具酶为热稳定DNA聚合酶,该工具酶的特点是热稳定。
过程Ⅲ为基因表达载体的构建,需要的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
(2)确定hDAF基因在ES细胞是否表达,需检测有无hDAF基因控制合成的蛋白质。
将携带有目的基因的ES细胞添加到囊胚中,常用显微注射技术。
(3)ES细胞来源于早期胚胎或原始性腺。
之所以利用ES细胞生产用于移植的器官,其原因是ES细胞的分化程度低、全能性高。
(4)通过体细胞核移植技术获得的重组胚胎移植到受体内,存活率较高的原因是基本不发生免疫排异反应。
因为猪和人的遗传物质同源性高,器官大小相近,材料易得等,所以常选用转基因猪为人体器官移植提供供体。
答案:
(1)热稳定 限制性核酸内切酶和DNA连接酶
(2)有无hDAF基因控制合成的蛋白质 显微注射 (3)原始性腺 分化程度低、全能性高 (4)基本不发生免疫排异反应 遗传物质同源性高,器官大小相近,材料易得(至少答出2条,其他合理答案亦可)
6.(2018·长沙市高三统考)下图为长沙郊区某农村生态农业系统的结构模式图,请回答下列问题:
(1)该生态农业系统实施了以________为中心的物质多级循环利用工程。
(2)在这个案例中,秸秆的多级利用充分体现了生态工程的________原理,在一定限度上减轻了燃烧秸秆造成的________效应。
(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物分解葡萄糖的过程中________(需要/不需要)氧气。
(4)沼气液可以通入养鱼池,用于________________________,沼液和底渣还可作为__________________________________。
(5)在农业生产上蘑菇房与蔬菜大棚相通可以提高蔬菜产量。
试分析增产原因是____________________________________________
_____________________________________________________。
解析:
(1)实施沼气工程是生态农业系统的中心工程,在多个生产和生活环节产生的废物被充分利用。
(2)秸秆的多级利用充分体现了生态工程的物质循环再生原理,实现了物质的循环利用。
若秸秆直接燃烧,会释放大量CO2,导致温室效应,所以秸秆的多级利用减少了温室效应。
(3)B为乳酸发酵,发酵装置应为无氧环境。
(4)沼气液里面含有较全面的养分和丰富的有机质,可促进浮游生物生长,是养鱼池极好的饵料。
(5)蘑菇在该生态系统中的成分属于分解者,通过蘑菇分解有机物,放出二氧化碳,提高了大棚中CO2浓度,为蔬菜的光合作用提供原料,并抑制其呼吸作用,故有机物积累增加从而增产。
答案:
(1)沼气池
(2)物质循环再生 温室 (3)不需要
(4)促进浮游生物生长,增加鱼的饵料 优良的作物肥料
(5)蘑菇细胞呼吸放出的二氧化碳可以促进蔬菜的光合作用并抑制其呼吸作用,故有机物积累增加从而增产
7.根据国际糖尿病联盟报告,在最近的10年中,全世界糖尿病的发生率呈逐年增长的趋势。
糖尿病是由多种因素引起的代谢紊乱疾病,已成为继肿瘤、心脑血管疾病之后威胁人类健康和生命安全的第三位重大疾病。
如图是研究人员提出的治疗方法。
请回答下列问题:
(1)核移植的受体细胞一般选用________细胞。
进行相关显微操作时,一般用微型吸管一并吸出细胞核和________。
(2)细胞在体外培养时,除培养液提供必需的营养条件、适宜的温度和pH、气体环境外,还需要有无菌、无毒环境,为保证无菌、无毒环境,在培养液中通常要加入________。
此外,还应定期________,以便清除代谢废物。
(3)现有一段人工合成的正常胰岛素基因的脱氧核苷酸序列,可利用PCR技术扩增正常胰岛素基因,该技术的原理是________________。
将正常胰岛素基因导入胚胎干细胞通常采用________法。
(4)“定向诱导”的本质是________________________________。
解析:
(1)核移植的受体细胞一般选用MⅡ中期的卵母(减数第二次分裂中期的卵母)细胞。
进行相关显微操作时,一般用微型吸管一并吸出细胞核和第一极体。
(2)细胞在体外培养时,需要有无菌、无毒环境,为保证无菌、无毒环境,在培养液中通常要加入(一定量的)抗生素。
此外,还应定期更换培养液,以便清除代谢废物。
(3)PCR技术原理是DNA双链复制。
将正常胰岛素基因导入胚胎干细胞通常采用显微注射法。
(4)“定向诱导”的本质是使重组细胞B发生细胞分化(使重组细胞B中的基因选择性表达)。
答案:
(1)MⅡ中期的卵母(减数第二次分裂中期的卵母) 第一极体
(2)(一定量的)抗生素 更换培养液 (3)DNA双链复制 显微注射 (4)使重组细胞B发生细胞分化(使重组细胞B中的基因选择性表达)
8.(2018·烟台市高三一模)下图表示利用小鼠胚胎干细胞(ES细胞)做的研究,分析回答下列问题。
(1)a过程表示基因工程,则其核心步骤是_______________。
该过程所使用的工具酶有________。
(2)b过程可增加ES细胞的数量,若想让早期胚胎中获得更多的ES细胞,可将早期胚胎培养至________(时)期。
d过程移入的胚胎能够存活,是因为代孕子宫不会对其发生________。
同时能与受体子宫建立正常的________联系。
用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞,再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞代谢产物________,该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹”,从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。
(3)上述研究过程中使用的技术有_________________________
____________________________________________(至少3个)。
若要培养试管动物,除以上技术外,还需要运用________技术。
解析:
(1)基因工程的核心步骤是构建目的基因(致癌基因)的表达载体,需要限制酶和DNA连接酶的催化。
(2)图中b过程为利用动物细胞培养获得更多的ES细胞的过程。
若要从早期胚胎中获得更多ES细胞,则可将早期胚胎培养至囊胚期。
D为胚胎移植,移植到受体子宫内的胚胎能存活,表明代孕子宫不会对其发生免疫排斥反应,同时能与受体子宫建立正常的生理和组织上的联系。
以肝癌细胞为抗原获得的杂交瘤细胞可分泌抗肝癌细胞抗体。
(3)a为基因工程技术,b过程涉及动物细胞培养技术,c表示早期胚胎培养技术,d表示胚胎移植技术。
培养试管动物还需要体外受精技术。
答案:
(1)(致癌)基因表达载体的构建 限制酶和DNA连接酶
(2)囊胚 免疫排斥反应 生理和组织上 抗肝癌细胞抗体 (3)DNA重组技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植 体外受精
9.(2018·潍坊市高三二模)下图是利用乳腺生物反应器生产外源蛋白的技术流程简图。
请据图回答:
(1)为获取多枚胚胎,可用________对A羊进行处理;为确保胚胎移植成功,还需对A羊和C羊进行________处理。
(2)动物胚胎的培养液中除各种营养物质外,一般还需添加________以利胚胎发育;胚胎发育到一定阶段,可通过选取________的细胞做DNA分析鉴定性别。
(3)若要检测转基因动物乳汁中是否含有外源蛋白,可用________法进行检测。
(4)构建基因表达载体时,若因的基因插入在启动子的上游,则转基因动物无法生产相应的外源蛋白,原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
(5)利用人体胰腺组织为材料构建的cDNA文库,________(填“能”或“不能”)用于制作人生长激素的乳腺生物反应器,原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
解析:
(1)A羊为母羊,为获取多枚胚胎,可用促性腺素对之处理,使其超数排卵。
A羊为供体,C羊为受体,为确保胚胎移植成功,还需对A羊和C羊进行同期发情处理。
(2)早期胚胎培养时需添加各种营养物质,还需添加动物血清等。
滋养层细胞将来发育成胎膜胎盘,取样滋养层细胞对胎儿将来的发育几乎没有影响,因此鉴定性别时选滋养层细胞。
(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质,可用抗原-抗体杂交进行检测。
(4)若目的基因插入在启动子的上游,导致目的基因不能转录,则转基因动物无法生产相应的外源蛋白。
(5)人体胰腺组织为材料构建的cDNA文库,只含有胰腺中已表达的基因,人的生长激素基因在胰腺中不能表达,因此利用人体胰腺组织为材料构建的cDNA文库。
不能用于制作人生长激素的乳腺生物反应器。
答案:
(1)促性腺激素 同期发情
(2)血清 滋养层 (3)抗原-抗体杂交
(4)目的基因不能转录 (5)不能 cDNA 文库中只含有相应组织或器官中已转录(或已表达)的基因,而人生长激素基因在胰腺组织中不能转录(表达)
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